形形的弹道导弹发射方式
导弹发射方式是指由导弹的发射基点、发射动力、发射姿态和发射装置所综合组成的发射方案。在军事运用上它又被称为导弹部署方式,如机动部署或固定部署,是导弹发射地点、发射状态和发射动力三要素综合形成的结果。弹道导弹的发射方式多种多样。按发射基点,可分为陆基发射和海基发射等;按发射动力,可分为热发射和冷发射;按发射姿态,可分为倾斜发射、垂直发射等;按发射装置能否机动,可分为固定发射和机动发射。不同的发射方式各有优点又各有不足。
陆基发射,是以陆地为导弹发射基点的发射,弹道导弹采用陆基发射的优点:一是能够保持比较高的戒备水平,在接到命令后能迅速实施发射;二是采用经过加固的地下井发射或公路机动、越野机动、铁路机动发射,在遭到攻击后仍具有一定的生存能力;三是命中精度高,能够摧毁加固目标;四是可采用多种通信方式,有利于实施稳定、可靠与不间断的指挥。但随着侦察手段的日益完善和导弹命中精度的提高,地下井难以避免被敌方发现和摧毁,从地下井发射的导弹也较易被导弹防御系统所拦截。而地面机动发射,则存在道路征候明显,对公路、铁路、桥梁依赖性较强等弱点。
海基发射,是以海洋为导弹发射基点的发射。目前各核大国均采用潜艇水下发射弹道导弹的方式。携带弹道导弹的核潜艇具有航速高、自给力大、续航力强,能在水下长期隐蔽活动等优点。其换装一次核燃料,可连续使用3~10年,航行6万~40万海里,下潜深度300~600米,最大900余米。正因如此,海基战略核力量能够以广阔的海域为掩护,悄无声息地接近敌人并从隐蔽地点实施发射,不仅生存能力强,而且可大大削弱敌方对攻击的预警能力和反应时间。此外,还可让停泊在港口的潜艇出海来显示国家决心、表达姿态。不足之处:一是由于潜艇的位置、方向和速度经常变化,从而使潜地弹道导弹的命中精度逊于陆基弹道导弹;二是与潜艇通信较为困难,即对弹道导弹核潜艇及其携带导弹的指挥控制不如陆基战略核力量便捷、顺畅。
从原则上讲,弹道导弹的海基发射还应包括水面才督舰艇发射和海底固定发射。如印度从1983年开始研制的“丹努什”(Dhanush,又称“长弓”弹道导弹在2000年进行的第一次试验就是从“苏坎亚”改进型护卫舰的直升机甲板上发射的。但1979年签订的《美苏关于限制进攻性战略武器条约》(SALT II)“禁止发展诸如由水面舰只或海底发射的弹道导弹等技术上可行而未部署的新式武器系统”。有趣的是,该条约签订后一直未能生效,不过双方还是公开表示将仍然遵守条约的各项规定。
其实,按发射基点分类,弹道导弹发射方式还应包括空基发射和天基发射。空基发射,是以空中为发射基点的导弹发射。虽然美国、俄罗斯历史上都曾进行过用飞机发射弹道导弹的尝试,但根据SALT II的补充文件《美苏限制进攻性战略武器条约议定书》,双方同意“不进行空地弹道导弹的飞行试验和部署”。天基发射,又称空间轨道发射,是以空间为发射基点进行的导弹发射。不过,依照1967年10月10日生效且无限期有效的《外层空间条约》中“不得在绕地球轨道、天体或外层空间放置、部署核武器或其它种类大规模毁灭性武器;禁止在天体上建立军事基地、设施、工事及试验任何类型的武器和进行军事演习”的规定,天基发射的弹道导弹在未来无疑是难以问世的。
热发射,也称自力发射,是指导弹靠自身的发动机产生的推力离开发射装置的发射方式。其基本过程是:将导弹放置在发射台上,由发控系统点燃导弹发动机装药产生高温度高压力气体,形成向下的高速喷射流而产生向上的推力,当此推力超过导弹起飞重量和阻力时,导弹飞离发射台。在此过程中,导弹发动机产生的燃气流由导流装置排导。热发射的主要优点:一是导弹发射的动力由主发动机产生,也是所谓的直接点火发射,技术非常成熟,发射可靠性高;二是发射装置结构相对比较简单、使用起来更便捷。但热发射要排出大量高温度高压力的燃气流,燃气流核心区温度一般可达1000℃以上,不仅对发射台及导流装置烧蚀严重,影响其常规使用的寿命,且对旁边的环境也有特别的条件,如应避免引起火灾、灼伤人员等。此外,对处于封闭状态下的导弹(如地下井内的导弹),采用热发射时还要解决排焰问题,因而往往使发射设施变得复杂并增加阵地建设的难度。
冷发射,也称外力发射或弹射,是指依靠外力将导弹弹出发射筒到达一定高度后,导弹自身的发动机点火继续飞行的发射方式。其基本过程是:首先点燃弹射动力装置装药并使燃烧、冷却后形成的大量燃气-蒸汽混合物进入发射筒压力腔蓄压,当作用于导弹底部尾罩上的推力超过导弹起飞重量时,导弹起飞、加速并弹射出筒,至一定高度和速度时,发动机点火,导弹以自身的动力作程序飞行。冷发射的主要优点:一是导弹在发动机点火前便获得了一定的初速度;二是导弹装在发射筒内,能改善贮存条件;三是不需考虑燃气流对发射装置的烧蚀,冲刷问题和导流、排焰、燃气流处理等问题,因而对发射设施及周围环境的适应性较强。冷发射的缺点:一是一定要有发射筒,弹射动力装置、承受并传递弹射力的尾罩和防止弹射用气体泄漏的密封装置等构件,因而发射设施结构较为复杂、质量较大;二是导弹被弹射出筒后还存在导弹入水(对潜地导弹而言)、尾罩分离、发动机空中点火等动作,环节多,对可靠性要求更加严格。
倾斜发射,是指导弹呈倾斜状态的发射,是导弹纵轴线与发射点的大地水准面之间呈一定倾角的发射方式。倾斜发射的主要优点:一是可节约发射后导弹进行程序转弯时所需的横向操控力,有利于减少能量消耗增大射程;二是导弹通常在稠密的大气层中飞行,可充分的利用空气动力的作用,实现导弹的可操纵性和稳定能力;三是弹道曲率较小,飞行路径、飞行时间相对较短,有利于攻击活动目标。美国的“陆军战术导弹系统”(ATACMS)采用这种发射方式。倾斜发射的主要缺点:一是发射装置较复杂。倾斜发射射前要以定向器支撑导弹,发射时导弹沿定向器导轨滑行一段距离后才脱离导轨。对中远程弹道导弹而言,其长度一般为十几米到三十几米,弹径一般为几百毫米到三米有余。可以设想,如此又长又粗的导弹,要放在一个倾斜发射装置上发射,导轨的长度自然是不能太短的,而即使这样的发射装置被制造出来,其结构重量也是相当可观的。二是发射场坪占用空间大。一方面,假如没有一个又平坦又开阔的场地,中远程弹道导弹没办法实现倾斜起飞;另一方面,从倾斜起飞导弹尾部喷出的高温高速燃气流也需要有一个相当长的“安全走廊”。三是推重比要求高。这里所说的“推重比”,是指火箭发动机的地面额定推力与导弹的起飞重量之比。通常单级导弹的推重比为1.6~1.8;多级导弹第一级为1.6~1.8,第二级为1.1~1.4,第三级一般已进入真空飞行,弹道倾角也减小了,故取0.7~1.0。在推重比较小的情况下,采用垂直发射方式,只要火箭发动机推力略微超过导弹的起飞重量,导弹便可腾空而起。但倾斜发射则不然,导弹的推重比要更高。如对于30°倾斜发射的导弹通常要求推重比为5左右。四是与垂直发射相比,倾斜发射的射向变换较为困难。采用垂直发射,通过转动发射台,导弹便可在±180“范围内任意改变射击方向。;
垂直发射,是指导弹呈垂直状态的发射,是导弹纵轴线与发射点的大地水准面相互垂直的一种发射方式。垂直发射的主要优点:一是发射装置结构相对比较简单而紧凑;二是在推重比较小的情况下,导弹也能正常起飞;三是导弹在大气层中飞行时间短,动力损失小;四是燃气流排导较容易,有害作用区域小,对发射场地的空间要求不高;五是能够大大减少发射盲区。垂直发射的主要不足是在近距离攻击活动目标时会增大导弹杀伤区的近界,影响攻击效果。此外,为使导弹在起飞阶段不更多地受重力影响而造成飞行速度损失太大,垂直飞行段的时间不宜过长(一般控制在4~10秒内),这样也便于飞行控制管理系统控制导弹实施程序转弯。
需要指出的是,对于机载空对地弹道导弹,一般都会采用水平投放方式发射。其基本过程是:根据自身的需求,飞机在指定空域释放导弹;当导弹下沉一定高度后,弹上的火箭发动机点火启动;在发动机推力作用下,导弹开始加速;在飞行控制管理系统的作用下,导弹进行爬升,之后沿着预定弹道飞向目标。
固定发射,是指利用固定发射装置进行的导弹发射,可分为地面固定发射、半地下固定发射、地下固定发射和水下固定发射等。此外,在地球同步静止轨道卫星上发射导弹(姑且称之为空间固定发射)也可看成是固定发射的一种。其中,水下固定发射和空间固定发射受条约限制未予开发,地面固定发射、半地卞固定发射已被完全淘汰,只有地下固定发射仍被广泛采用。地下固定发射,就是地下井发射,是利用地下井隐蔽导弹发射准备,并完成发射全过程的一种发射方式。地下井发射的优点:一是发射点坐标及其周围的重力加速度、目标方位、发射点与目标间的距离都可以较为准确地测定,因而有利于减少导弹的瞄准定向误差,提高导弹的命中精度。二是地下井及其配套工程占地面积不大,井口面积只需保证导弹出井及排焰即可,因而可建得相对坚固,能够抗击一定当量和命中精度的导弹袭击。美国“民兵”3导弹地下井深24~27米,抗住压力的强度为140~175.8千克/㎝2。俄罗斯有些洲际导弹发射井的抗压强度甚至达到400千克/㎝2以上。另据有关联的资料介绍,美国曾分别对抗压能力高达1750千克/厘米2和3500千克/㎝2的地下井设计的具体方案进行过缩比试验。根据结果得出,有些井盖可以经受住3150千克/㎝2的超压,采用拱顶结构和特种钢质内衬的井壁可经受住3850千克/㎝2的超压。三是地下井拥有非常良好的贮存条件和发射准备设施,可使导弹一直处在待发状态,因而具有较高的戒备率和较快的反应速度。地下井发射的不足:一是为保证导弹长期存放、技术维护、测试、发射和防止导弹喷出的高温气流的影响等,需要有相应的设施设备,使地下并不仅成为一个很复杂的庞大系统,而且造价昂贵。一二是由于位置固定,在现代侦察技术和精确打击技术条件下,地下井发射的防护问题日渐突出,生存能力相对减弱。据报道,“美国专家用未加密的电脑软件对俄罗斯进行了虚拟攻击。结果显示,用高精度武器攻击最坚固的目标有很高的成功几率。即使30%的攻击失败,俄罗斯的核武库也会大部分被摧毁。在这种打击下,仅有50%的导弹发射井能获得有效的保护”。
机动发射,是指利用机动发射装置,在运动中或到某点快速定位进行的导弹发射。根据载运平台的不同,主要可分为地面(地下)、水中和空中机动发射等。地面机动发射可分为公路、越野、铁路机动发射。地下机动发射,又称浮动发射或隐蔽机动发射,是利用地下机动发射装置对导弹进行的发射。水中机动发射则可分为水面机动发射和水下机动发射两种(前文已有说明)。机动发射主要是通过经常性的、多方向、多路线、多阵地的机动来不断改变导弹武器系统所处的位置,以达成避免遭敌侦察和袭击,提高生存能力的目的。
美国在规划MX导弹部署方案时,曾提出过掩蔽壕地下机动发射方案。其基本设想是:在沙漠地区为每枚导弹建造一条能抗核爆冲击波的地下隧道式混凝土壕沟,每条壕沟长约24千米并沿壕沟构筑25个坚固掩体。平时导弹发射车停在掩体里或在壕沟中机动,敌方利用侦察卫星无法知道其确切位置,因而要摧毁导弹,必须攻击整个壕沟。接到发射命令后,导弹发射车迅速机动到预定发射点,首先用车上的水压千斤顶挤破壕沟顶部和覆盖在上面的土层,而后将导弹发射筒起竖至50~55°的位置实施发射。整一个完整的过程约需42秒钟,最多55秒钟。在该方案中心也设在壕沟里每10条壕沟编配一个指挥控制中心,控制中并经常从一条壕沟机动到另一条壕沟。当控制中心遭到破坏不能工作时,就由空中的指挥机构对存下来的导弹实施指挥控制。美国对此方案是否可行曾有过反复,并时有补充方案出现。从理论上讲,其优点是隐蔽性较好,敌方侦察、攻击困难,因而生存能力较强。但部分专家对方案中导弹武器系统的生存能力持怀疑态度,再就是该方案占用土地较多,对环境影响较大。
公路机动发射,又称有限机动发射,是指利用运输工具和机动发射装置,在特定区域范围内或在一些预定发射点之间,沿公路机动,选择导弹发射位置,实施地面发射的一种发射方式。俄罗斯的SS-25导弹、“白杨”M导弹均可实施公路机动发射。美国的“和平卫士”(MX)导弹也曾有过公路机动部署方案。公路机动发射的主要优点:一是公路机动发射其实不能算是真正意义上的机动发射,因为在进行导弹发射时发射装置通常会停下来,利用液压支架等专门设备来进行严格的水平校准,故而其兼具固定发射命中精度较高的特点。二是由于有公路网可资利用,因而对部署地域的选择余地较大,既可利用内陆腹地便于防护的优势,也可从便于隐蔽伪装的角度选择地形复杂的地区,还可延伸至战场前沿以扩大导弹的火力覆盖范围。但公路机动发射的不足也是明显的:一是导弹机动会受到诸如公路、桥梁的承载能力,公路上的涵洞及其它设施的通过能力的限制。二是“特定区域范围”和“预定发射点”易被侦察和摧毁,且一旦道路桥涵被破坏后武器系统连预设阵地都到达不了,就更谈不上完成作战任务了。俄罗斯政治与军事分析研究所分析部主任亚历山大·阿纳托利耶维奇·赫拉姆奇辛曾在《独立报》上发表文章,指出:“机动式‘白杨’导弹系统从离开储存仓库那一刻起便会受到敌人的全面监控。重百余吨、长度达22米的机动式‘白杨’在可见光、无线电和红外波段均很容易被发现,那些相信它能够在辽阔的俄罗斯大地上获得良好隐蔽的想法是非常幼稚的。只要在一定高度引爆一枚核弹头就可以在瞬间使整整一个师的离开了储存库的机动式‘白杨’彻底失效。”换言之,公路机动发射的生存能力并不如人们想像的那么乐观。
越野机动发射,是指将导弹装在轮式或履带式车辆上,在预定发射点或随机点进行发射准备和发射实施的发射。美国的“陆军战术导弹系统”、俄罗斯的“伊斯坎德尔”战术导弹武器系统均采用这种发射方式。越野机动发射除具有公路机动发射的优点外,其导弹发射车还可以在非公路或无路地区(泥泞地、松软地、沙漠、雪地等)实施越野机动和转移,因而可编配陆军军区(方面军)、集团军(军)、机步师(摩步师)、装甲师(坦克师)进行快速部署与机动作战,灵活性较大、适应性较强。但采用这种发射方式的导弹多为质量不太大、尺寸亦较小的中近程导弹。
铁路机动发射,是指将导弹装在专用铁路列车上沿铁路机动、定点,在列车上进行的发射。苏联的SS-24导弹(已退出现役),起初采用地下井发射方式,后来改用铁路机动发射方式。美国的“和平卫士”MX导弹和“侏儒”导弹也曾有过铁路机动部署方案。其优点是便于实施长时间、远距离、快速机动,且不受气象条件的影响,因而能极大地提高导弹武器系统的生存能力和作战发射的灵活性。但该方式也存在铁路征候明显,易遭袭击以及行进中的导弹武器系统难以隐蔽等缺点。
空中机动发射,是指以飞机作为导弹载运平台的发射。历史上,美国曾进行过用大型运输机发射“民兵”导弹的试验,还论证过在C-5运输机上发射“和平卫士”导弹的方案。俄罗斯的“空中发射”计划始于1997年,研制之初是为了占领轻型卫星发射的国际市场。按照该项目负责人希罗博科夫当初的设想,被改装的安-124运输机将携带长30米、重100吨、载有核弹头的洲际弹道导弹飞至1.1万米的高空遂行导弹发射任务。其优点一是不受道路网通行状况的限制,机动速度快,机动空域广阔;二是导弹载机本身就具有较高的飞行速度,可为导弹提供一定的初速度,从而节省导弹的推进剂消耗。其不足一是载机在高速飞行时,定位误差较大:二是要求飞机具有较强的承载能力。
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